一种一体化激波清灰器的制造方法
【专利摘要】本实用新型提供一种一体化激波清灰器，包括激波管和清灰器罐体，清灰器罐体内腔被小活塞与大活塞分隔成容积可变的后背压腔、前背压腔和储气腔，在后背压腔与前背压腔之间是排气腔；后背压腔一端连接外部供气系统，另一端与前背压腔相通；排气腔一端与外部大气相通，另一端通过小活塞与前背压腔相通或者隔绝；激波管与清灰器罐体一端固定连接，激波管一端出口位于清灰器罐体外部，另一端出口位于储气腔中并通过大活塞与储气腔相通或者隔绝。本实用新型通过多级排气使前背压腔的排空速度达到最大的可能性，从而使储气腔内的高压气体在微秒级时间内快速释放到低压的激波管内，最终以强烈的激波形式喷出，达到吹灰的目的，且吹灰效率高。
【专利说明】一种一体化激波清灰器
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及吹灰设备领域，尤其是涉及适用于工业锅炉、电站锅炉、水泥、面粉等行业吹灰清堵的一种一体化激波清灰器。
【背景技术】
[0002]目前对于锅炉和各种窑炉等进行吹灰清堵时，通常是采用专用的吹灰设备和机械振打等方式进行吹灰清堵，常用的吹灰设备主要有蒸汽吹灰器、燃气激波吹灰器和声波吹灰器等。蒸汽吹灰器，主要用于大型电站锅炉，由于介质的要求较高，绝大多数没有合格参数介质的工业锅炉无法应用，另外，由于电站锅炉长期在高温下工作，蒸汽吹灰器的吹灰枪管常常发生卡涩、失灵、漏汽等现象，设备故障率很高，维护工作量很大，投用率很低。
[0003]燃气激波吹灰器，目前在电站锅炉上应用越来越广泛。激波是空气中有限扰动波的传播，空气的各项物理参数在激波的前后有有限的变化，激波的强度与其速度相关，从理论上讲，利用管内高压气体产生激波的关键在于破膜的速度；激波是一个剧烈的压缩波，介质在经过激波后会受到急剧的压缩，其压力、温度和密度都会产生有限提高。与此同时，这种压缩是在极短时间完成的，典型的激波厚度只有介质分子的平均自由层厚度。任何一种爆破都包含有激波的产生，只是其强弱不同而已，比如热核武器的爆炸就会产生最强烈的人工激波。对于燃气激波吹灰器，是在其内部利用点火装置点燃燃气，使得燃气在有限的空间内燃烧并急剧膨胀，从而产生激波，这种燃气激波吹灰器的吹灰效果固然明显，但由于采用了可燃气体，并且相应地必须在吹灰器内部设置可靠的点火装置，因此，其应用范围受到了一定的限制，故一般只能应用于锅炉的低温段，同时还存在设备使用维护的安全性问题。
[0004]声波吹灰器，由于能量不足(目前最大声能在140分贝左右)、与灰粒的固有频率差别很大，与积灰特性不适应，导致吹灰效果很差，基本上不能除掉已有的积灰，只能在其吹灰时阻止积灰的产生，造成锅炉受热面积灰严重，排烟温度升高，从而大大降低了锅炉的热效率。
[0005]采用机械振打等方式进行吹灰清堵，由于其作用范围有限，且吹灰效率不高，极易产生故障等缺点，因此，实际应用范围极少。总之，现有的吹灰设备运行不正常和吹灰效果差，是目前绝大多数锅炉排烟温度高、热效率低下的主要原因。
实用新型内容
[0006]本实用新型要解决的技术问题是:针对现有技术存在的问题，提供一种一体化激波清灰器，提高吹灰效果，并且维护方便、应用范围广泛。
[0007]本实用新型要解决的技术问题采用以下技术方案来实现:一种一体化激波清灰器，包括激波管和清灰器罐体，所述清灰器罐体内腔被小活塞与大活塞分隔成容积可变的后背压腔、前背压腔和储气腔，在后背压腔与前背压腔之间是排气腔；所述的后背压腔一端连接外部供气系统，另一端与前背压腔相通；排气腔一端与清灰器罐体外部大气相通，另一端通过小活塞与前背压腔相通或者隔绝；所述的激波管与清灰器罐体一端固定连接，激波管一端出口位于清灰器罐体外部，另一端出口位于储气腔中并通过大活塞与储气腔相通或者隔绝。
[0008]优选地，所述的后背压腔位于小活塞缸套内，其一端与外部供气系统连接相通，另一端通过通孔与前背压腔相通。
[0009]优选地，所述的前背压腔位于大活塞缸套内，并通过小活塞与先导法兰之间的开闭与排气腔相通或者隔绝，所述先导法兰与先导法兰座之间活动连接。
[0010]优选地，所述的储气腔与设置在清灰器罐体上的排水阀、储气腔进气口连接相通。
[0011]优选地，所述的小活塞端面通过第一密封垫与先导法兰压紧密封。
[0012]优选地，所述的大活塞端面通过第二密封垫与激波管一端压紧密封。
[0013]优选地，所述的小活塞环面上设置第一密封圈，且第一密封圈与小活塞缸套之间是过盈配合。
[0014]优选地，所述的第一密封圈设置有两个，并排分布在小活塞环面上。
[0015]优选地，所述的大活塞环面上设置第二密封圈，且第二密封圈与大活塞缸套之间是过盈配合。
[0016]优选地，所述的第二密封圈设置有两个，并排分布在大活塞环面上。
[0017]与现有技术相比，本实用新型的有益效果是:由于采用小活塞、大活塞以及先导法兰将清灰器罐体内腔分隔成后背压腔、前背压腔以及储气腔和排气腔，通过小活塞、大活塞的运动来调整后背压腔、前背压腔以及储气腔的容积，当外部的压缩空气进入清灰器罐体后，通过这种多级排气使得前背压腔的排空速度达到最大的可能性，从而使储气腔内的高压气体在微秒级时间内快速释放到低压的激波管内，形成爆炸破膜，初始形成的压缩波在一定长度的激波管内被不断地层层加强，最终以强烈的激波形式从激波管的出口端管口喷出，达到吹灰的目的，且吹灰效果显著，吹灰效率高；本实用新型从外形看是一个单独的整体罐型结构，所有机械零部件均被设置于罐体内部，形成一体化结构，结构简单，便于安装，维护也方便；另外，由于本实用新型不需要使用任何点火装置，其工作介质既可以是可燃气体，也可以是非可燃气体，因此，其应用范围更加广泛。
【专利附图】
【附图说明】
[0018]图1为本实用新型一种一体化激波清灰器的构造图。
[0019]图中标记:1-消音器，2-排气阀，3-后背压腔进气阀，4-主进气阀，5-后背压腔进气口，6-后背压腔，7-端盖，8-小活塞缸套，9-小活塞，10-第一密封圈，11-排气腔，12-前背压腔，13-第二密封圈，14-大活塞，15-第二密封垫，16-第二压板，17-激波管，18-储气腔，19-清灰器罐体，20-先导法兰座，21-先导法兰，22-大活塞缸套，23-排水阀，24-通孔，25-第一密封垫，26-第一压板，27-螺栓，28-螺钉，29-储气腔进气口，30-排气腔排气口。
【具体实施方式】
[0020]为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，下面结合附图和具体实施例对本实用新型进行详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
[0021]如图1所示，一种一体化激波清灰器，其外形呈一个单独的整体罐型结构，包括激波管17和清灰器罐体19，其中的清灰器罐体19内腔被小活塞9与大活塞14分隔成容积可变的后背压腔6、前背压腔12和储气腔18，在后背压腔6与前背压腔12之间是排气腔11。所述的后背压腔6位于小活塞缸套8内，主要是由小活塞9和小活塞缸套8共同组成，小活塞缸套8与端盖7之间通过螺栓组成活动连接，方便拆装、维护；在小活塞缸套8的一端是与之匹配的小活塞9，另一端是后背压腔进气口 5，外部供气系统中的压缩空气可以通过后背压腔进气口 5进入到后背压腔6中，并推动小活塞9运动，当小活塞9向右直线运动时，后背压腔6的容积逐渐增加，直至小活塞9端面与先导法兰21压紧密封，小活塞9停止运动。先导法兰21与先导法兰座20之间通过螺栓活动连接，先导法兰座20与端盖7固定连接。为了增强密封效果，有利于激波的形成和强度，小活塞9端面采用第一密封垫25与先导法兰21压紧密封，所述第一密封垫25通过第一压板26压紧并利用螺栓27固定；同时在小活塞9环面上设置两个并排分布的第一密封圈10，且使得第一密封圈10与小活塞缸套8之间是过盈配合，以保证密封效果。
[0022]上述的前背压腔12位于大活塞缸套22内，主要由端盖7、小活塞9、大活塞14、大活塞缸套22以及先导法兰21和先导法兰座20共同构成。为了保证后背压腔6中的压缩空气进入到前背压腔12中，所述的后背压腔6通过通孔24与前背压腔12相通，该通孔24可以设置在小活塞9上的非密封部位，最好是设置在螺栓27上，使通孔24贯穿螺栓27，这样可以减少对小活塞9的加工工序，节省加工成本。为了增强大活塞14的密封效果，有利于激波的形成和强度，在大活塞14的端面上设置第二密封垫15，所述的第二密封垫15通过第二压板16压紧并利用螺钉28固定在大活塞14端面；同时，在大活塞14环面上设置有两个并排分布的第二密封圈13，且第二密封圈13与大活塞缸套22之间是过盈配合。当大活塞14向右直线运动时,使得前背压腔12的容积逐渐增大,直到大活塞14与激波管17的入口端压紧，从而实现密封效果。
[0023]如图1所示，排气腔11主要由先导法兰21、先导法兰座20、小活塞9以及小活塞缸套8和端盖7共同组成。排气腔11通过排气腔排气口 30与清灰器罐体19外部大气相通，另一端通过小活塞9与先导法兰21之间的开闭与前背压腔12相通或者隔绝；当小活塞9端面与先导法兰21压紧密封时，排气腔11与前背压腔12相互隔绝，各自独立，当小活塞9端面与先导法兰21分离时，排气腔11与前背压腔12相通。因此，通过控制小活塞9的运动即可方便地实现排气腔11与前背压腔12之间的相通或者隔绝。所述的储气腔18与前背压腔12由大活塞14隔断，大活塞14端面与激波管17入口端压紧密封，同时，储气腔18还与设置在清灰器罐体19上的排水阀23、储气腔进气口 29连接相通，共同组成完整的进气、排气系统。其中，储气腔18的容积远大于前背压腔12，而前背压腔12的容积远大于后背压腔6。所述的激波管17与清灰器罐体19 一端焊接固定，激波管17的出口端位于清灰器罐体19外部，入口端位于储气腔18中，并通过控制大活塞14的运动实现激波管17与储气腔18相通或者隔绝。
[0024]按照如图1所示的进气管路设置连接好进气系统后，本实用新型的工作过程如下，在工作时，首先关闭排水阀23和排气阀2，再打开后背压腔进气阀3，外部的压缩空气即从后背压腔进气口 5进入后背压腔6，并将小活塞9推进到位，使得小活塞9端面的第一密封垫25与先导法兰21压紧密封，此时，排气腔11与前背压腔12相互隔绝。由于后背压腔6与前背压腔12之间有通孔24相通，当后背压腔6中的气体建立一定压力后，气流会继续通过通孔24进入到前背压腔12，并推动大活塞14向右运动逐渐靠拢激波管17的入口端，当大活塞14推进到位后，位于大活塞14端面的第二密封垫15与激波管17的入口端压紧密封，随着压缩空气的继续进入，最终使得前背压腔12与后背压腔6的气体压力相同，此时，前背压腔12、后背压腔6与储气腔18和激波管17已经实现完全隔离，由于储气腔18的容积远大于前背压腔12，因此，在储气腔18与前背压腔12之间形成较大的压差，正是利用了该较大的压差，从而实现了储气腔18与激波管17的隔离、密封。接下来，关闭后背压腔进气阀3，打开主进气阀4，压缩空气从储气腔进气口 29灌入储气腔18，直到储气腔18达到规定之压力值。然后，关闭主进气阀4，至此本实用新型的激波清灰器已经完全达到开炮的条件。
[0025]在进行吹灰清理工作时，打开排气阀2，后背压腔6中的小容积气体被迅速通过消音器I排空，由此产生的巨大压差使小活塞9获得较高的运动速度向左运动，与此同时，小活塞9与先导法兰21之间较大的密封口也被迅速打开，前背压腔12内的高压气体迅速通过排气腔11上的排气腔排气口 30排空，由于排气腔11的排空面积远大于消音器I的排空面积，因此，前背压腔12的排气过程会更加迅速地完成，从而使面积更大的大活塞14在储气腔18与前背压腔12之间的巨大压差作用下被迅速加速，并获得极高的运动速度迅速离开激波管17的入口端，于是，储气腔18内的高压气体被瞬间释放到低压的激波管17内部，形成爆炸破膜，初始形成的压缩波在一定长度的激波管17内部被不断的层层加强，最终以强烈的激波形式从激波管17的出口端喷出，达到吹灰清理的目的。
[0026]本实用新型采用小活塞9、大活塞14将清灰器罐体19内腔分隔成后背压腔6、前背压腔12以及储气腔18和排气腔11，其中的大活塞14用于实现储气腔18与前背压腔12之间以及储气腔18和激波管17之间的密封，前背压腔12的容积远小于储气腔18的容积，后背压腔6的容积远小于排气腔11的容积，电磁阀单独布置在电磁阀柜中，通过电磁阀来控制管路系统中各个阀门的开闭。采用这种多级排气方式使前背压腔12的排空速度达到最大的可能性，从而使储气腔18内的高压气体在微秒级时间内从激波管17快速释放，形成强烈的激波，从而达到吹灰的目的，且吹灰效果显著，吹灰效率高。本实用新型所使用的压缩气体可以是空气、氮气，也可以是水蒸汽，由于没有点火装置，还可以选用可燃气体作为工作介质，因此，其应用范围更加广泛，可用于锅炉炉膛吹灰、常规管道清灰等。另外，本实用新型采用一体化的罐型结构，并将所有机械零部件设置于罐体内部，占用空间更少，结构也更加简单、紧凑，便于安装，尤其是在锅炉等适用场合安装，维护也更加方便。
[0027]以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，应当指出的是，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
【权利要求】
1.一种一体化激波清灰器，包括激波管(17)和清灰器罐体(19)，其特征在于:所述清灰器罐体(19)内腔被小活塞(9)与大活塞(14)分隔成容积可变的后背压腔(6)、前背压腔(12)和储气腔(18)，在后背压腔(6)与前背压腔(12)之间是排气腔(11);所述的后背压腔(6)一端连接外部供气系统，另一端与前背压腔(12)相通；排气腔(11) 一端与清灰器罐体(19)外部大气相通，另一端通过小活塞(9)与前背压腔(12)相通或者隔绝；所述的激波管(17)与清灰器罐体(19) 一端固定连接，激波管(17) —端出口位于清灰器罐体(19)外部，另一端出口位于储气腔(18)中并通过大活塞(14)与储气腔(18)相通或者隔绝。
2.根据权利要求1所述的一种一体化激波清灰器，其特征在于:所述的后背压腔(6)位于小活塞缸套(8)内，其一端与外部供气系统连接相通，另一端通过通孔(24)与前背压腔(12)相通。
3.根据权利要求1或者2所述的一种一体化激波清灰器，其特征在于:所述的前背压腔(12)位于大活塞缸套(22)内，并通过小活塞(9)与先导法兰(21)之间的开闭与排气腔(11)相通或者隔绝，所述先导法兰(21)与先导法兰座(20)之间活动连接。
4.根据权利要求1所述的一种一体化激波清灰器，其特征在于:所述的储气腔(18)与设置在清灰器罐体(19)上的排水阀(23)、储气腔进气口(29)连接相通。
5.根据权利要求1所述的一种一体化激波清灰器，其特征在于:所述的小活塞(9)端面通过第一密封垫(25)与先导法兰(21)压紧密封。
6.根据权利要求1所述的一种一体化激波清灰器，其特征在于:所述的大活塞(14)端面通过第二密封垫(15)与激波管(17) —端压紧密封。
7.根据权利要求1或者5所述的一种一体化激波清灰器，其特征在于:所述的小活塞(9)环面上设置第一密封圈(10)，且第一密封圈(10)与小活塞缸套(8)之间是过盈配合。
8.根据权利要求7所述的一种一体化激波清灰器，其特征在于:所述的第一密封圈(10)设置有两个，并排分布在小活塞(9)环面上。
9.根据权利要求1或者6所述的一种一体化激波清灰器，其特征在于:所述的大活塞(14)环面上设置第二密封圈(13)，且第二密封圈(13)与大活塞缸套(22)之间是过盈配八口 ο
10.根据权利要求9所述的一种一体化激波清灰器，其特征在于:所述的第二密封圈(13)设置有两个，并排分布在大活塞(14)环面上。
【文档编号】F23J3/00GK203615352SQ201320825572
【公开日】2014年5月28日 申请日期:2013年12月13日 优先权日:2013年12月13日
【发明者】王卫东, 欧阳米奇, 万彬 申请人:成都博宁燃烧科技有限公司